(57)【要約】【課題】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造に用いられる合金粉末材料における固体潤滑剤による均一被覆性を向上する。【解決手段】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に用いられる合金粉末材料の調製方法は、平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下の範囲内のＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石用の合金粉末を用意する工程と、合金粉末と固体潤滑剤とを撹拌する工程であって、合金粉末の見掛け体積の２倍以下の見掛け体積を維持しながら合金粉末と固体潤滑剤とを撹拌する工程とを包含する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に用いられる合金粉末材料の調製方法であって、
平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下の範囲内のＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石用の合金粉末を用意する工程と、
前記合金粉末と固体潤滑剤とを撹拌する工程であって、前記合金粉末の見掛け体積の２倍以下の見掛け体積を維持しながら撹拌する工程と、
を包含する、合金粉末材料の調製方法。
【請求項２】
前記撹拌工程は前記合金粉末の見掛け体積の１．４倍以下の見掛け体積を維持しながら行われる、請求項１に記載の合金粉末材料の調製方法。
【請求項３】
前記撹拌工程は、羽根回転式撹拌機を用いて行なわれる、請求項１または２に記載の合金粉末材料の調製方法。
【請求項４】
前記撹拌工程における前記羽根の周速は１０ｍ／ｓｅｃ以上である、請求項３に記載の合金粉末材料の調製方法。
【請求項５】
前記撹拌工程は、１分間以上に亘って行われる、請求項３または４に記載の合金粉末材料の調製方法。
【請求項６】
前記撹拌工程の前後において、前記合金粉末の粒度分布が変化しない、請求項１から５のいずれかに記載の合金粉末材料の調製方法。
【請求項７】
前記固体潤滑剤は、脂肪酸エステルまたは脂肪酸金属塩を含む、請求項１から６のいずれかに記載の合金粉末材料の調製方法。
【請求項８】
前記固体潤滑剤の前記合金粉末に対する添加量は、０．０２質量％以上０．１質量％以下である、請求項１から７のいずれかに記載の合金粉末材料の調製方法。
【請求項９】
前記合金粉末材料は、界面活性剤の添加により表面張力が３６ｄｙｎｅ／ｃｍ超５６ｄｙｎｅ／ｃｍ以下に調整された水に浮遊する、請求項１から８のいずれかに記載の合金粉末材料の調製方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の合金粉末材料の調製方法を用いて得られた合金粉末材料を用意する工程と、
前記合金粉末材料をプレス成形することによって、成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
を包含する、希土類焼結磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造に用いられる合金粉末材料の調製方法およびそれを用いたＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネオジム・鉄・ボロン系焼結磁石（以下、「Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石」と称する。ＲはＹを含む希土類元素、Ｆｅは鉄、Ｂはボロンである。）は、種々の磁石の中で最も高い最大磁気エネルギー積を示し、価格も比較的安いため、各種電子機器に積極的に採用されている。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する主相、Ｎｄ等からなるＲリッチ相、およびＢリッチ相から構成されている。なお、Ｆｅの一部がＣｏやＮｉなどの遷移金属と置換されてもよい。本発明が好適に適用されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結磁石は、例えば、米国特許第４，７７０，７２３号明細書および米国特許第４，７９２，３６８号明細書に記載されている。
【０００３】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、一般に下記に示す工程（１）から（６）によって製造される。
（１）所定の組成比に配合した素原料を溶解、鋳造して原料合金を得る工程
（２）原料合金を粗粉砕して合金粗粉末を得る工程
（３）粗粉末を微粉砕して原料合金粉末（微粉末）を得る工程
（４）原料合金粉末をプレス装置の金型のキャビティに供給する工程
（５）原料合金粉末を圧縮成形して成形体を得る工程
（６）成形体を焼結して焼結磁石を得る工程
【０００４】
上記（１）から（６）の一連の工程で得られた焼結磁石は、必要に応じてさらに熱処理（時効処理）、加工、表面処理、着磁などの各工程を経て最終製品となる。また、圧縮成形工程においては、必要に応じて、原料合金粉末に配向磁界が印加される。
【０００５】
プレス成形に供される原料合金粉末（以下、単に「合金粉末」という。）は、磁気特性や成形性などの観点から所定の粒度分布に調整されている。さらに、合金粉末には必要に応じて潤滑剤が添加、混合された後、プレス成形に供される。ここでは、実質的に合金だけからなるものを合金粉末と呼び、合金粉末に潤滑剤などが付与された後プレス成形に供される粉末材料を「合金粉末材料」と呼ぶことにする。なお、希土類合金は良く知られているように非常に酸化され易く、合金粉末の表面は酸化層を有することが多い。
【０００６】
特許文献１には、上記工程（３）と工程（４）との間で、合金粉末に、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛及びビスアマイドのうち少なくとも１種を有機溶媒中に溶解または分散したものを湿式混合した後、乾燥させる製造方法が開示されている。潤滑剤を添加する効果として、圧縮成形時の抜き圧低減、成形体密度の向上、成形体のきずや割れの減少、成形用金型の長寿命化等が記載されている。
【０００７】
特許文献２〜５には、上記工程（２）と工程（３）との間で、合金粗粉末に潤滑剤を添加、混合した後、微粉砕を行う製造方法が開示されている。微粉砕前の合金粗粉末に潤滑剤を添加、混合することの効果として合金粉末の表面に簡便かつ安全に低コストで潤滑剤を被覆できること、上記工程（５）での配向の乱れを抑制でき残留磁束密度が向上すること、潤滑剤の凝集が防止され使用量が少なくてすみ、焼結磁石中に残存する炭素量を抑制できること、工程（３）における微粉砕能率が向上すること等が記載されている。
【０００８】
特許文献６には、上記工程（２）と工程（３）との間で合金粗粉末に炭化水素系潤滑剤を添加、混合した後、工程（３）にて微粉砕を行い、上記工程（３）と工程（４）との間でさらに脂肪酸または脂肪酸の誘導体を添加、混合する製造方法が開示されている。炭化水素系潤滑剤を添加、混合することの効果として粉末の粒子間および粒子と金型内壁との摩擦の低減が記載されている。また、脂肪酸または脂肪酸の誘導体を添加、混合することの効果として、成形体強度の改善と成形体離型時の抜き圧低下が記載されている。
【０００９】
特許文献７には、常温で昇華性を有する固体潤滑剤が存在する状態で上記工程（３）を実施する製造方法が開示されている。その効果として酸素ガスの含有量が少ない雰囲気中で微粉砕を実施した場合に微粉末表面での酸化膜の形成が抑制され、かつ優れた流動性を有する合金粉末が得られることが記載されている。
【００１０】
従来の技術に用いられる潤滑剤は、固体潤滑剤と液体潤滑剤に大別される。固体潤滑剤は常温で固体である潤滑剤であり、固体潤滑剤は、昇華性を有するものと有しないものとに分けられる。昇華性を有しない固体潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸等の脂肪酸、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩、およびビスアマイド等がある。昇華性を有する固体潤滑剤としては、ショウノウ、エチルバニリン等がある。いずれの場合も、固体潤滑剤は、一般に、粉末状のものを合金粉末に混合される。また、液体潤滑剤は常温で液体である潤滑剤であり、これには炭化水素や、脂肪酸エステル等がある。
【００１１】
これらの固体潤滑剤、または液体潤滑剤はそれぞれ単独で用いる場合もあるが、混合、分散の便のために潤滑剤成分とは異なる希釈用溶媒中に溶解、または分散させて混合物潤滑剤として用いる場合もある。例えば、特許文献１には、合金粉末に、ステアリン酸等を予めトリクロロトリフルオロエタンに溶解または分散させた混合潤滑剤を湿式混合した後に乾燥する実施例が記載されている。あるいは、特許文献５には、脂肪酸エステルをシクロヘキサンに分散した混合潤滑剤を合金粗粉末に添加混合する実施例が記載されている。上に例示した混合物潤滑剤はいずれも添加混合が完了した後に希釈用溶媒を揮発消散させ、揮発性の低い潤滑剤成分のみを合金粉末の表面に残存させる。残存した潤滑剤成分は固体潤滑剤の場合もあれば液体潤滑剤の場合もある。
【００１２】
ここでは、プレス工程に供される合金粉末材料において、液体が存在しない場合を固体潤滑剤、液体が存在する場合を液体潤滑剤とそれぞれ定義する。すなわち、混合物潤滑剤を用いた場合、プレス工程に供させる合金粉末材料において、希釈用溶媒がすでに揮発消散している場合には、合金粉末の表面に残存している潤滑剤が固体であるか液体であるかによって固体潤滑剤か液体潤滑剤かが決まり、潤滑剤を付与するために希釈用溶媒を用いたか否かに依存しない。
【００１３】
合金粉末に潤滑剤を添加、混合する上で最も重要なことのひとつは、必要にして十分な量の潤滑剤を合金粉末の表面に均一に付与することである。すなわち、個々の合金粉末粒子の表面を潤滑剤で均一に被覆することが重要である。
【００１４】
液体潤滑剤は固体潤滑剤に比べ分散性に優れ、合金粉末粒子の表面を均一被覆する性能（均一被覆性）に優れるが、以下の欠点がある。
【００１５】
混合物潤滑剤は、添加、混合の後に希釈用溶媒を揮発消散させる必要があり、溶媒の多くは引火性があり、その蒸気は人体に有毒である場合が多く、揮発させた溶媒を大気中に排出すると環境を汚染する。また、単体の液体潤滑剤を添加した場合や、混合物潤滑剤の残存成分が液体である場合は、粉末を被覆した液体潤滑剤のブリッジングにより合金粉末の凝集をもたらし、合金粉末の流動性を低下させる。その結果、例えば上記工程（４）において金型への給粉量が大きく変動して成形体の質量がばらついたり、金型の小さなキャビティに給粉できなくなったりといった不具合が生じる。さらに、液体潤滑剤自体が揮発性を有するものである場合は、合金粉末の保管中に潤滑剤の添加量が徐々に減少するために粉末の磁場中における配向度や成形時の抜き圧が変動したりして品質の安定を妨げることがある。
【００１６】
一方、固体潤滑剤には上記の液体潤滑剤に見られる欠点は少ないものの、液体潤滑剤とは逆に分散性が低く、合金粉末粒子の表面を均一に被覆することが難しい。混合物潤滑剤として湿式混合すると分散性および均一被覆性は改善されるが、溶媒の使用は好ましくないことは上述の通りである。常温で昇華性を有する固体潤滑剤を用いると均一被覆性は改善されるが、揮発性を有する液体潤滑剤同様、添加量の変動の問題が起こることがある。
【００１７】
また、合金粗粉末に潤滑剤を添加した状態で、例えばジェットミルを用いて合金粗粉末を微粉砕することによって、固体潤滑剤の分散性は大きく改善することができるが、それでも均一被覆性はまだ十分とはいえないことが本発明者の検討の結果明らかになった。これは、以下に説明する理由によると考えられる。
【００１８】
ジェットミルは本来合金粗粉末に機械的な衝撃を加えて微粉砕を行うための装置であり、微粉末と潤滑剤の均一混合を目的とした装置ではない。また、ジェットミルの多くには粒度分布をシャープにするための分級機構が備わっており、設定された粒径以上の粒径を持つ重たい粉末粒子は粉砕室に戻されて再度粉砕される設計となっている。粗粉砕中にあらかじめ添加、混合されている潤滑剤は微粉末に比べて密度が極めて低いため、粉砕室内に長く留まることなく直ちに排出され、微粉末と十分に混ざり合う機会がほとんどない。以上の理由から、ジェットミル前に添加された固体潤滑剤はジェットミル粉砕の過程で粉砕途中の合金粉末と十分に混ざり合うことなく排出される。
【００１９】
本発明者の検討によると、潤滑剤を添加した状態でジェットミルによる微粉砕を行う方法は、合金粉末への均一被覆性は充分ではないものの、ジェットミルによる微粉砕後に同一量の潤滑剤を添加し、Ｖ型混合機等の容器回転型混合機を用いて混合するよりは潤滑剤の分散性が改善され、配向度および残留磁束密度のなどの特性が向上する。従来は、上記特許文献２の記載に見られるように、ジェットミルによる微粉砕中に発生する熱により溶融した固体潤滑剤が合金粉末の表面を均一に被覆すると考えられており、潤滑剤の分散性や均一被覆性の更なる向上は追求されなかった。
【００２０】
また、潤滑剤の分散性の更なる向上が追求されなかった他の大きな理由の１つに、磁気特性や成形性などの特性以外に、「均一被覆性」を評価する方法がなかったことが挙げられる。合金粉末粒子の表面に潤滑剤が付着しているかどうかを例えばＥＰＭＡで観察しようと試みた場合でも、潤滑剤の付着量が極めて微量であることから潤滑剤成分を構成する元素から発生する特性Ｘ線は強度が非常に弱く、合金粉末からの特性Ｘ線のバックグランドに隠れてほとんど検知することができない。また、粉末粒子表面の凹凸の影響も元素分布の正確な評価を妨げる。したがって、潤滑剤成分を構成する元素の分布から潤滑剤の均一被覆性を評価することは困難であった。
【特許文献１】特開平４−２１４８０３号公報
【特許文献２】特開平４−１９１３０２号公報
【特許文献３】特開平５−９４９２２号公報
【特許文献４】特開平６−２９０９１９号公報
【特許文献５】特開平８−１１１３０８号公報
【特許文献６】特開平７−２４０３２９号公報
【特許文献７】特開２００２−２８５２０８号公報
【特許文献８】特開２０００−３０８８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造に用いられる合金粉末材料における固体潤滑剤による均一被覆性を向上することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の合金粉末材料の調製方法は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に用いられる合金粉末材料の調製方法であって、平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下の範囲内のＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石用の合金粉末を用意する工程と、前記合金粉末と固体潤滑剤とを撹拌する工程であって、前記合金粉末の見掛け体積の２倍以下の見掛け体積を維持しながら撹拌する工程とを包含することを特徴とする。
【００２３】
前記撹拌工程は前記合金粉末の見掛け体積の１．４倍以下の見掛け体積を維持しながら行われることが好ましい。
【００２４】
ある実施形態において、前記撹拌工程は、羽根回転式撹拌機を用いて行なわれる。
【００２５】
ある実施形態において、前記撹拌工程における前記羽根の周速は１０ｍ／ｓｅｃ以上である。
【００２６】
ある実施形態において、前記撹拌工程は、１分間以上に亘って行われる。
【００２７】
ある実施形態において、前記撹拌工程の前後において、前記合金粉末の粒度分布が変化しない。
【００２８】
前記固体潤滑剤は、脂肪酸エステルまたは脂肪酸金属塩を含むことが好ましい。
【００２９】
前記固体潤滑剤の前記合金粉末に対する添加量は、０．０２質量％以上０．１質量％以下であることが好ましい。
【００３０】
ある実施形態において、前記合金粉末材料は、界面活性剤の添加により表面張力が３６ｄｙｎｅ／ｃｍ超５６ｄｙｎｅ／ｃｍ以下の範囲に調整された水に浮遊する。
【００３１】
本発明の希土類焼結磁石の製造方法は、上記のいずれかの合金粉末材料の調製方法を用いて得られた合金粉末材料を用意する工程と、前記合金粉末材料をプレス成形することによって、成形体を形成する工程と、前記成形体を焼結する工程とを包含することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造に用いられる合金粉末材料は、合金粉末と固体潤滑剤とを合金粉末の見掛け体積の２倍以下の見掛け体積を維持しながら撹拌する工程を包含するので、従来よりも均一被覆性を向上することができる。これは、上述のような撹拌工程においては、合金粉末粒子同士および合金粉末粒子と固体潤滑剤粉末粒子との衝突機会が従来の方法（例えば上述のジェットミルを用いる方法）よりも多いこと、および／または、合金粉末粒子間に充分なせん断力が掛かるためと考えられる。
【００３３】
本発明によると、合金粉末材料における潤滑剤の均一被覆性が向上する結果、優れた磁気特性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を得ることができる。例えば、配向磁界による配向度や残留磁束密度が向上する。また、潤滑剤の使用量を低減することができるので、焼結磁石中に炭素が残存することによる磁気特性の低下を抑制することができる。
【００３４】
勿論、固体潤滑剤を用いるので、合金粉末の凝集が少ないなど、液体潤滑剤を用いる場合に発生する問題も起こらない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明による実施形態のＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に用いられる合金粉末材料の調製方法を説明する。
【００３６】
本発明者は、出来るだけ少量の固体潤滑剤でＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石用合金粉末の表面を均一に被覆する方法および潤滑剤の均一被覆性を評価する方法を鋭意検討した結果、本発明に想到した。まず、合金粉末材料の調製方法を説明する。
【００３７】
まず、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石用合金粉末（微粉末）は、例えば以下の方法で作製する（米国特許第５、６６６、６３５号参照）。
【００３８】
従来のインゴット鋳造法によって作製された合金インゴットやストリップキャスト法に代表される急冷法によって作製された合金フレークの合金塊を、例えば水素化粉砕法および／または種々の機械的粉砕法（スタンプミル装置、ジョークラッシャー装置、ブラウンミル装置等を用いる方法）を用いて粉砕することによって合金粗粉末を得る。得られた粗粉末をジェットミルを用いて微粉砕することによって合金粉末を得る。このとき、粗粉末の平均粒径は、１０μｍ〜５００μｍの範囲内にあることが好ましく、最終的にプレス成形に供される合金粉末の平均粒径は、１μｍ以上１０μｍ以下の範囲内にあることが好ましく、３μｍ以上６μｍ以下の範囲内にあることがさらに好ましい。プレス成形性および磁気特性の観点から上記範囲が好ましく、特に、優れた圧縮性を確保するためには、平均粒径を３μｍ以上とすることが好ましい。
【００３９】
ここでは、固体潤滑剤としては、昇華性を有しないステアリン酸亜鉛（「Ｓｔ−Ｚｎ」と表記することがある）を用いる例を示すが、これに限られず、他の脂肪酸金属塩、ステアリン酸等の脂肪酸、およびビスアマイド等などを用いることもできる。また、添加量の変動を抑制するために昇華性を有しないものを選択することが好ましいが、これに限られず、昇華性を有する固体潤滑剤を用いてもよい。固体潤滑剤は、粉末の形態で用いる。固体潤滑剤粉末の好ましい粒径は、二次粒子径で約３０μｍ以下である。
【００４０】
本実施形態の合金粉末材料の調製方法は、合金粉末と固体潤滑剤とを合金粉末の見掛け体積の２倍以下の見掛け体積を維持しながら撹拌することを主な特徴の１つとしている。
【００４１】
例えば、羽根回転式撹拌機（羽根回転式撹拌混合装置あるいは羽根回転式混合装置と呼ばれることもある）を用いる場合、羽根の周速は１０ｍ／ｓｅｃ以上として、合金粉末の見掛け体積の２倍以下の見掛け体積を維持しながら撹拌することによって、合金粉末粒子の表面が潤滑剤によって充分に均一に被覆された合金粉末材料が得られる。
【００４２】
このことを図１を参照しながら説明する。図１は羽根回転式撹拌機１０を用いて合金粉末と固体潤滑剤（粉末）とを撹拌している状態を模式的に表しており、図１（ａ）は好ましい状態を示しており、図１（ｂ）は好ましくない状態を示している。
【００４３】
羽根回転式撹拌機１０は、合金粉末１を収容する容器１２と、蓋１３と、撹拌のための羽根１４と、羽根１４を駆動するためのモータ１６とを備えている。
【００４４】
本発明による実施形態の調製方法においては、合金粉末１に対して所定量の固体潤滑剤（不図示）を添加し、図１（ａ）に示すように、合金粉末１が見掛け体積の２倍を超えない条件で撹拌する。攪拌中の見掛け体積が合金粉末の見掛け体積の１．４倍を超えないことが更に好ましい。図１（ａ）に示すように合金粉末１が飛散しないような条件で、羽根１４を回転させると、合金粉末１の粒子同士あるいは合金粉末１の粒子と固体潤滑剤とが衝突する機会が多く、かつ、粒子間に充分なせん断力が掛かる。その結果、固体潤滑剤が合金粉末粒子の表面をほぼ均一に覆った合金粉末が得られる。
【００４５】
これに対し、図１（ｂ）に示すように、攪拌中に合金粉末１の見掛け体積が２倍を超えると、合金粉末粒子１ａが飛散するので、合金粉末１の粒子と固体潤滑剤とが衝突する機会が減少するとともに、粒子間に充分なせん断力が掛から無くなるため、充分な均一被覆性が得られなくなる。図１（ｂ）の状態は、例えば、容器１２および蓋１３を透明な材料で形成しておけば、黒色の合金粉末１が蓋１３にまで飛散していることで確認できる。
【００４６】
合金粉末１の見掛けの体積は、合金粉末１を容器１２内に投入し、表面がおおむね平らになるように振動させたときの合金粉末１が形成する層の厚さから求められる。また、攪拌中の合金粉末１の見掛け体積は容器１２の合金粉末１が形成する層が容器１の壁面と接している部分の高さで近似することができる。
【００４７】
なお、撹拌中の合金粉末１の状態は、種々の条件に依存する。例えば、羽根１４の形状に依存する。羽根１４は種々の形状のものがあり、気流を発生しやすい形状のものや、気流をほとんど発生させないものもある。本実施形態で好適に用いられる羽根１４は、気流を発生し難いものが好ましい。
【００４８】
攪拌中の合金粉末１の状態は、容器１２に充填する合金粉末１の量（体積）にも依存する。充填量が少ないと飛散されやすい。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金の比重は約７．５と大きいので、他の粉末に比べて飛散し難いものの、容器１２に対する充填量が少なすぎると、回転する羽根１２によって舞い上がり、見掛け体積が２倍を超える。
【００４９】
上記条件を満足する範囲内で、羽根１４の周速は１０ｍ／ｓｅｃ以上とすることが好ましい。羽根１４の周速が１０ｍ／ｓｅｃよりも遅いと、粉末粒子に充分なせん断力を与えることができず、充分な均一被覆性を得られないことがある。
【００５０】
また、羽根１４の形状や周速（回転数）によっては、合金粉末１が撹拌中に粉砕されることがある。攪拌中に粉砕が起こると、粒度分布が変化するので好ましくない。また、粉砕が起こると新しい表面が生成されるので、潤滑剤で被覆されない表面ができやすいので好ましくない。従って、撹拌条件は、合金粉末が粉砕されないように設定することが好ましい。
【００５１】
固体潤滑剤の添加量は、磁気特性の観点から出来るだけ少ない方が好ましく、０．１質量％以下とすることが好ましい。本発明の実施形態によると、固体潤滑剤の合金粉末に対する添加量が０．１質量％以下であっても、希釈用溶媒を用いることなく、充分な均一被覆性が得られる。但し、固体潤滑剤の合金粉末に対する添加量が０．０２質量％を下回ると充分な均一被覆性が得られないことがあるので、０．０２質量％以上とすることが好ましい。
【００５２】
後述する本発明者が確立した均一被覆性の評価方法によると、界面活性剤の添加により表面張力が３６ｄｙｎｅ／ｃｍ超５６ｄｙｎｅ／ｃｍ以下の範囲に調整された水（上記界面活性剤だけを含む水溶液）に浮遊する合金粉末材料を得ることができる。
【００５３】
これに対し従来の合金粉末材料の調製方法では、上記の範囲の表面張力を有する水に浮遊する合金粉末材料を得ることが出来ず、均一被覆性に劣る。これは以下の理由によると考えられる。
【００５４】
従来のジェットミルの微粉砕工程で固体潤滑剤と混合する方法では、気流によって粉砕された粒子が比較的広い空間内（例えば、微粉砕によって得られた合金粉末の見掛け体積の２０倍以上）を飛散するので、粒子間の衝突の頻度が低く、上述した理由から特に微細な粉末は固体潤滑剤と接触する機会が少ない。また、合金粉末と固体潤滑剤とをロッキングミキサなどの容器回転型混合装置を用いて混合する方法（例えば、特許文献８参照）が用いられることがあるが、粒子間にせん断力がほとんど掛からないので、粒子の表面に付着した固体潤滑剤が他の粒子の表面に移行することがほとんどないと考えられる。
【００５５】
これら従来の調製方法によって得られた合金粉末材料を少量ずつ（例えば約１ｇ）異なる場所からサンプリングして元素分析を行うと、固体潤滑剤が均一に混合されていることが確認される。しかしながら、後に実験例を示して説明するように、界面活性剤の添加により表面張力が５６ｄｙｎｅ／ｃｍ以下に調整された水には浮遊せず、沈降する。このことから、従来の調製方法によると、合金粉末と固体潤滑剤とは均一混合されているものの、合金粉末粒子の表面は固体潤滑剤によって被覆されている程度は本発明の調製方法による場合よりも低い、すなわち、均一被覆性が劣ることがわかる。
【００５６】
以下、具体的な実験例を示して、本発明による実施形態をさらに詳細に説明する。
【００５７】
（実験例１）
Ｎｄ：３０．４ｍａｓｓ％、Ｂ：１．０ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．２ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１ｍａｓｓ％、残部Ｆｅの組成を有する原料合金を粗粉砕して、粒径Ｄ５０（累積体積分離率が５０％となる粒径）が３００μｍの合金粗粉末を得た。次に、得られた合金粗粉末にステアリン酸亜鉛を０．１ｍａｓｓ％だけ添加、混合した後、不活性ガス中でジェットミルを用いて粒径Ｄ５０が４．０μｍの合金粉末（微粉末）を得た。なお、粒径の測定は、レーザ回折散乱型粒度分布測定装置を用いて行った。
【００５８】
得られた合金粉末を１５０ｇだけラボミキサー（岩谷産業株式会社製、型式ＩＦＭ−７００Ｇ）の攪拌室（図１の容器１２に）投入、密閉し、攪拌羽根を１００００ｒｐｍ（周速３６ｍ／ｓｅｃ）で回転させて合金粉末にせん断力を与えながら１分間攪拌し、合金粉末材料を得た。ここで用いた撹拌室は、ガラス（透明なプラスチックでもよい）で形成された略円筒で内径３．５ｃｍ、高さ４．７ｃｍ（内容量２３０ｃｍ3）である。羽根は、先端部だけが折れ曲がった平板形状であり、半径方向の長さが約３ｃｍ、幅が約１ｃｍである。上記撹拌工程中、合金粉末は撹拌室の蓋に到達せず、合金粉末の見掛け体積の約１．４以下の見掛け体積を維持していた。
【００５９】
得られた合金粉末材料の粒径Ｄ５０は４．０μｍであり、粒度分布も攪拌前と変わらなかった。
【００６０】
次に、アルキルスルホン酸系界面活性剤を純水中に濃度０、０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１体積％でそれぞれ希釈したものを用意した。このときの界面活性剤の濃度と常温における溶液の表面張力との関係を表１に示す。
【００６１】
適量の合金粉末（約３０ｇ）を、目の開きが２７０μｍのふるいを通しながらこれらの界面活性剤溶液の水面上に落した後、スパチュラを用いて９０秒間手で攪拌し、攪拌後の合金粉末材料が水溶液中に沈下するかどうかを目視で観察した。その結果、濃度が０．１体積％（表面張力３６ｄｙｎｅ／ｃｍ）の水溶液でのみ合金粉末材料が水面下に沈下し、それ以外の水溶液では攪拌後も水面上に浮遊していた。
【００６２】
【表１】
2005336592.tif 000003
【００６３】
これに対し、ジェットミルで得られた合金粉末材料を、ラボミキサーで攪拌せずにそのままで、上記と同様の手順で水溶液に沈下するかどうかを観察した結果、濃度が０．０６体積％以上（表面張力５０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下）の溶液で合金粉末は水面下に沈下した。
【００６４】
図２を参照しながらこの実験結果を説明する。
【００６５】
ラボミキサーで攪拌しなかった合金粉末材料は、例えば図２の下段のように潤滑剤（Ｓｔ−Ｚｎ）が合金粉末粒子の表面を部分的に被覆しているに過ぎず、界面活性剤の作用により水の表面張力が低下すると、表面張力が水圧を支えることができずに水面が破れ、水が浸入して合金粉末は水中に沈下する。
【００６６】
一方、図２の上段に示すように、潤滑剤が合金粉末粒子の表面を完全に被覆すると、溶液の表面張力が下がってもなお、合金粉末粒子は浮遊状態を保とうとする。すなわち、合金粉末が沈下をはじめる界面活性剤濃度の下限が大きいほど、すなわち水溶液の表面張力の上限が小さいほど、潤滑剤による合金粉末粒子表面の被覆が完全に近いことを意味している。
【００６７】
従来の方法で得られた合金粉末材料は、界面活性剤濃度が０．０６体積％以上、すなわち表面張力が５０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下で沈下が起こったのに対し、本発明の方法で得られた合金粉末材料は、界面活性剤濃度が０．１体積％以上、すなわち表面張力が３６ｄｙｎｅ／ｃｍ以下で沈下が起こったことから、後者は前者に比べて潤滑剤による合金粉末表面の被覆がより完全であることがわかる。
【００６８】
このように、界面活性剤の添加により表面張力を調整した水に、合金粉末材料が浮遊するか否かを調べることによって、均一被覆性を評価できる。
【００６９】
この実験例では、羽根回転式撹拌機としてラボミキサーを用いたが、上記の条件を満足すればヘンシェルミキサなどの他の羽根回転式撹拌機を用いてスケールアップすることが出来る。
【００７０】
（実験例２）
Ｎｄ：２３．５ｍａｓｓ％、Ｐｒ：５．３ｍａｓｓ％、Ｄｙ：２．５ｍａｓｓ％、Ｂ：１．０ｍａｓｓ％、Ｃｏ：０．９ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．２ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１ｍａｓｓ％、残部Ｆｅの組成を有する原料合金を粗粉砕して、粒径Ｄ５０が３００μｍの合金粗粉末を得た。次に、得られた合金粗粉末にステアリン酸亜鉛を０．０４ｍａｓｓ％だけ添加、混合した後、不活性ガス中ジェットミルを用いて微粉砕を行い、粒径Ｄ５０が４．０μｍの合金粉末を得た。なお、実施例２では、潤滑剤の添加量が実験例１よりも少ない。
【００７１】
上述の実験例１と同様に、得られた合金粉末をラボミキサーの攪拌室に投入、密閉し、攪拌羽根を高速で回転させて合金粉末にせん断力を与えながら最大４分間まで攪拌し、合金粉末材料を得た。４分間攪拌した後の粒径Ｄ５０も４．０μｍのままで、粒度分布も攪拌前と変わらなかった。
【００７２】
ラボミキサーによる撹拌時間と、各撹拌時間で得られた合金粉末材料が水中に沈下する水の表面張力の下限値との関係を図３に示す。
【００７３】
図３からわかるように、撹拌時間とともに合金粉末が沈下する水の表面張力が低下し、撹拌時間が２分以上で一定値（約５４ｄｙｎｅ／ｃｍ）で安定する。この実験を複数回行った結果、４分間撹拌することによって得られた合金粉末が沈下する水の界面活性剤濃度の下限は０．０４５体積％以上０．０５５体積％以下であった。これを表面張力であらわすと、５２ｄｙｎｅ／ｃｍ以上５５ｄｙｎｅ／ｃｍ以下である。
【００７４】
このように、より完全に近い均一被覆性を安定的に得るためには、２分以上撹拌することが好ましいが、１分間撹拌すれば、合金粉末が沈下する水の表面張力の下限値が約５６ｄｙｎｅ／ｃｍまで低下する。この表面張力の低下率から被覆率を見積もると、約１分間撹拌することによって２分以上撹拌した場合の７０％程度以上の被覆率が達成されていると考えられる。また、撹拌時間が１分以上であれば、後述する凝集性が改善されることを合わせて考えると、合金粉末が沈下する水の表面張力の下限値が約５６ｄｙｎｅ／ｃｍ以下となるように合金粉末を調製すれば、従来よりもプレス成形に適した合金粉末材料が得られると考えられる。
【００７５】
次に、得られた合金粉末材料の凝集性を図４に示す方法で評価した。この方法では、合金粉末材料９０ｇを目の開きが１ｍｍのふるいの上に載置した後、ふるいを高速（例えば、３０００回／分、振幅１８０μｍ）で１分間振動させたときにふるいを通過して落下した合金粉末材料の質量を測定する。
【００７６】
図５に、ラボミキサーによる攪拌時間と、上述の評価方法による合金粉末材料の落下量の関係を示す。
【００７７】
図５からわかるように、攪拌時間が長いほど合金粉末材料（実施例）の落下量は増加している。このことから、攪拌時間が長いほど合金粉末材料の凝集が少なくなり、合金粉末材料の流動性が向上したことがわかる。攪拌時間２分間の合金粉末材料の落下量は約７１ｇであった。
【００７８】
さらに、得られた合金粉末材料を用いて磁場中成形を行い、得られた成形体を真空中、１０５０℃で２時間焼結した後、冷却して焼結磁石を得た。
【００７９】
図６に、ラボミキサーでの攪拌時間と、得られた焼結磁石のＢｒ（残留磁束密度）との関係を示す。攪拌時間が長いほどＢｒは向上していることがわかる。攪拌時間２分間の合金粉末におけるＢｒの値は１．３４Ｔであり、攪拌時間をさらに増やすとＢｒはさらに増加する傾向が見られた。
【００８０】
比較のために、液体潤滑剤を用いて調製した合金粉末材料の凝集性を評価した。
【００８１】
上記の実験例と同じ組成を有する原料合金を粗粉砕して、粒径Ｄ５０が３００μｍの合金粗粉末を得た。次に、得られた合金粗粉末を不活性ガス中でジェットミルを用いて微粉砕を行い、粒径Ｄ５０が４．０μｍの合金粉末を得た。得られた合金粉末に液体潤滑剤として脂肪酸エステルと炭化水素系溶媒を各５０ｍａｓｓ％混合した混合物潤滑剤を合金粉末質量に対して０．３ｍａｓｓ％だけ添加した後、ロッキングミキサーで３０分間混合し、さらに窒素ガス気流中で溶媒を揮発消散させて、合金粉末の表面が脂肪酸エステルで被覆された合金粉末材料を得た。
【００８２】
次に、得られた合金粉末材料（比較例）の凝集性を上記の方法で評価した結果、合金粉末材料の落下量は４２ｇであった（図４中の比較例参照）。
【００８３】
さらに、得られた合金粉末を用いて磁場中成形を行い、得られた成形体を真空中、１０５０℃で２時間焼結した後、冷却して焼結磁石を得た。得られた焼結磁石のＢｒの値は１．３４Ｔであった。
【００８４】
これらの結果から、本発明の調製方法による合金粉末材料を用いて得られた焼結磁石のＢｒの値は従来の技術による液体潤滑剤を添加、混合した合金粉末を用いて得られた焼結磁石のＢｒと同等以上の値が得られており、しかも、合金粉末の凝集性は従来の技術に比べて少なく、流動性が改善されていることがわかる。すなわち、本発明によると固体潤滑剤を用いながら、液体潤滑剤を用いた場合と同等の均一被覆性が得られるとともに、流動性が改善される。
【００８５】
なお、ラボミキサーの撹拌条件を変更し、攪拌中に合金粉末の見掛け体積の２倍以上となると、１分間の撹拌では充分な均一被覆性が得られなかった。また、羽根の周速が１０ｍ／ｓｅｃを下回った場合も充分な均一被覆性が得られないことがあった。
【００８６】
図７は、ラボミキサーによる攪拌時間と、得られた焼結磁石の残留磁束密度Ｂｒとの関係を、羽根の周速が異なる３つの条件について示したグラフである。ここでは、上記実験例２と同じ方法で合金粉末材料を作製した。但し、原料合金として、Ｎｄ：２３．５ｍａｓｓ％、Ｐｒ：５．３ｍａｓｓ％、Ｄｙ：２．５ｍａｓｓ％、Ｂ：１．０ｍａｓｓ％、Ｃｏ：０．９ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．２ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１ｍａｓｓ％、残部Ｆｅの組成を有するものを用いた。
【００８７】
図７からわかるように、羽根の周速が９ｍ／ｓｅｃでは撹拌時間を８分としても、１８ｍ／ｓｅｃや３６ｍ／ｓｅｃの周速で撹拌することによって得られた焼結磁石のＢｒには及ばない。このことから、粒子にせん断力を付与する撹拌による効果を得るためには、羽根の周速を１０ｍ／ｓｅｃ以上とすることが好ましいと言える。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明によると、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造に用いられる合金粉末材料における固体潤滑剤による均一被覆性を向上することができる。従って、従来よりも磁気特性あるいは量産性に優れたＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明による実施形態の合金粉末材料の調製方法における撹拌工程を説明するための模式図であり、（ａ）は好ましい状態、（ｂ）は好ましくない状態を示す。
【図２】合金粉末材料の均一被覆性を評価する方法を説明するための模式図である。
【図３】ラボミキサーによる撹拌時間と、各撹拌時間で得られた合金粉末材料が水中に沈下する水の表面張力の下限値との関係を示すグラフである。
【図４】合金粉末材料の凝集性を評価する方法を説明するための模式図である。
【図５】攪拌時間と合金粉末材料の落下量との関係を示すグラフである。
【図６】攪拌時間と焼結磁石のＢｒ（残留磁束密度）との関係を示すグラフである。
【図７】ラボミキサーによる攪拌時間と焼結磁石の残留磁束密度Ｂｒとの関係を羽根の周速が異なる３つの条件について示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１０  羽根回転式撹拌機
１２  容器
１３  蓋
１４  羽根
１６  モータ
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図２】
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【図４】
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